LiFePO4材料虽然具有许多优良的电化学性能，但是还存在扩散系数小等方面的问题。LiFePO4中的FeO6八面体共顶点, 由于被多氧原子阴离子PO43-四面体分隔, 无法形成连续的FeO6网络结构,从而降低了电子传导性。另一方面, 晶体中的氧原子按接近于六方紧密堆积的方式排列, 只能为锂离子提供有限的通道, 使得室温下锂离子在其中的迁移速率很小。

在充电过程中，锂离子和相应的电子从材料中脱出，从而在材料中形成新的FePO4相，并形成相界面。在放电过程中，锂离子和相应的电子插入材料，从而在FePO4相外面形成新的LiFePO4相。故此对于球形的活性物质颗粒，不论是插入还是脱出，锂离子都要经历一个由外到内或者是由内到外的扩散过程。材料在充放电过程中存在一个决定步骤，也就是锂离子穿过ePO4/LiFePO4几个纳米厚度的界面的扩散。从材料的微观结构分析，锂离子占据八面体位置，这种八面体处于ac面上，以共边形式连接，以链状形式平行c轴于;而铁离子占据的八面体位置处在相异的ac平面上以共角形式连接，呈之字形状，平行c轴排列。磷氧四面体连接着含锂离子的2个ac面。这种结构极大的限制了锂离子的迁移，这也是材料扩散系数小的本质原因。

LiFePO4的理论比容量为170mAh/g,相对于锂金属负极的稳定放电平台为3.4V，相对其他几种正极材料具有高的比能量,且原料资源丰富、价格便宜、无毒、环境友好、热稳定性好、安全性高,是下一代锂离子蓄电池正极材料最有力的竞争者之一。但其较差的导电性和低的Li+扩散系数一直是阻碍其实用化的最主要原因, 因而国内外学者在提高LiFePO4的导电能力方面竞相展开了研究。但极低的电子电导率(10-10-10-9 Scm-1)是限制其实际应用的最主要因素。

国内:天津斯特兰北大先行 湖南瑞翔 苏州恒正其中天津斯特兰现在材料稳定批量产业化生产 北大先行小批量生产 国际:加拿大Phostech、美国Valence、美国A123、日本sony. 其中A123规模最大且得到美国政府的大力资助。

正极:LiFePO4 -2e=Li+ + Fe3+ PO4 3-

负极:Li+ + Fe3+ PO4+2e-=LiFePO4

总反应:LiFePO4 -2e+H+=Li+Fe3+ +PO43- +H+

LiFePO4是近几年被广泛报道的一种锂离子电池正极材料.。由于其结构稳定、资源丰富、安全性能好、无毒、对环境友好,且理论容量高达170mAh/g，较长的循环次数。

自1996年日本的 NTT 首次揭露 AyMPO4(A为碱金属，M 为 Co Fe 两者之组合:LiFeCoPO4)的橄榄石结构的锂电池正极材料之后，1997年美国德克萨斯州立大学 John. B. Goodenough 等研究群，也接着报道了 LiFePO4 的可逆性地迁入脱出锂的特性，美国与日本不约而同地发表橄榄石结构(LiMPO4)，使得该材料受到了极大的重视，并引起广泛的研究和迅速的发展。与传统的锂离子二次电池正极材料，尖晶石结构的 LiMn2O4 和层状结构的 LiCoO2 相比，LiMPO4 的原物料来源更广泛、价格更低廉且无环境污染。

LiFePO4在自然界是以磷铁锂矿形式存在的，具有有序规整的橄榄石型结构，属于正交晶系，空间群为Pmna，是一种稍微扭曲的六方最密堆积结构。晶体由FeO6八面体和PO4四面体构成空间骨架，P占据四面体位置，而Fe和Li则填充在八面体的空隙中，其中Fe占据共角的八面体位置，Li则占据共边的八面体位置。晶格中FeO6通过bc面的公共角连接起来，LiO6则形成沿b轴方向的共边长链。一个FeO6八面体与两个LiO6八面体和一个PO4四面体共边，而PO4四面体则与一个FeO6八面体和两个LiO6八面体共边。Li+具有一维可移动性。充放电过程中可以可逆的脱出和嵌入。材料中由于基团对整个框架的稳定作用，使得具有良好的热稳定性和循环性能。

目前科研工作者已经能够通过包覆、掺杂、制备成复合材料等改性方法来克服这一缺点。例如，已经有报道指出部分锂位被高价金属离子替换后的材料电导能提高7-8个数量级。

锂铁电池的全名是磷酸铁锂锂离子电池，由于其性能特别适合于动力方面的应用，因而也有人叫它"锂铁动力电池"。(以下简称"锂铁电池")

锂铁电池的工作原理(LiFePO4)

LiFePO4电池的内部结构如图1所示。左边是橄榄石结构的LiFePO4作为电池的正极，由铝箔与电池正极连接，中间是聚合物的隔膜，它把正极与负极隔开，但锂离子Li+可以通过而电子e-不能通过，右边是由碳(石墨)组成的电池负极，由铜箔与电池的负极连接。电池的上下端之间是电池的电解质，电池由金属外壳密闭封装。

LiFePO4电池在充电时，正极中的锂离子Li+通过聚合物隔膜向负极迁移;在放电过程中，负极中的锂离子Li+通过隔膜向正极迁移。锂离子电池就是因锂离子在充放电时来回迁移而命名的。

LiFePO4电池主要性能

LiFePO4电池的标称电压是3.2 V、终止充电电压是3.6V、终止放电压是2.0V。由于各个生产厂家采用的正、负极材料、电解质材料的质量及工艺不同，其性能上会有些差异。例如同一种型号(同一种封装的标准电池)，其电池的容量有较大差别(10%~20%)。

磷酸铁锂电池的特点

标准放电为2~5C、连续高电流放电可达10C，瞬间脉冲放电(10S)可达20C;

外部温度65℃时内部温度则高达95℃，电池放电结束时温度可达160℃，电池的结构安全、完好;

使电池内部或外部受到伤害，电池不燃烧、不爆炸、安全性最好;

好的循环寿命，经500次循环，其放电容量仍大于95%;

放电到零伏也无损坏;

可正常充电、快速充电;

材料可循环利用，故成本不高;

环境无污染。